Tích hợp GIS và viễn thám phục vụ công tác

quản lý tài nguyên thiên nhiên

Nguyễn Đức Phương

Trường Đại học Công nghệ

Luận văn Thạc sĩ ngành: Hệ thống thông tin; Mã số: 60 48 05

Người hướng dẫn: PGS. TS Đặng Văn Đức

Năm bảo vệ: 2012

Abstract: Trình bày tổng quan về GIS và viễn thám như: các thành phần GIS, chức

năng GIS, đặc trưng của ảnh Viễn thám, các loại ảnh Viễn thám, Xử lý ảnh Viễn thám,

Phân lớp ảnh Viễn thám, ... Nghiên cứu tích hợp GIS và ảnh viễn thám trong quản lý

tài nguyên thiên nhiên. Tiến hành thử nghiệm chương trình với phần mềm Envi và

Arcgis để đánh giá tính khả thi của chương trình đã đề xuất

Keywords: Xử lý dữ liệu; Viễn thám; Công nghệ thông tin; Phần mềm; Hệ thống

thông tin địa lý; Tài nguyên thiên nhiên

Content

MỞ ĐẦU

1. Cơ sở khoa học và tính thực tiễn của đề tài.

Tài nguyên thiên nhiên là một tài sản vô cùng quý giá, tạo nên sự hài hoà giữa thiên nhiên

và con người. Bảo vệ tải nguyên thiên nhiên là bảo vệ môi trường sinh thái, là một vấn đề vô

cùng to lớn mang ý nghĩa toàn cầu.

Hiện nay, nguồn tư liệu viễn thám được sử dụng rộng rãi ở nước ta trong các nghiên cứu về

tài nguyên thiên nhiên. Cùng với đó, thiết bị tin học được đồng bộ hóa tăng khả năng xử lý nhanh

chóng trong việc xây dựng các loại bản đồ. Vì vậy, phương pháp viễn thám kết hợp công nghệ

các phần mềm GIS (Cơ sở dữ liệu thông tin địa lý) sẽ góp phần khắc phục nhiều hạn chế của

phương pháp truyền thống và đặc biệt hiệu quả trong xử lý số liệu nhằm đánh giá biến động trong

quá trình sử dụng đất đai. Công nghệ GIS và Viễn thám là một giải phát hỗ trợ đắc lực cho vấn

đề quản lý tài nguyên rừng, môi trường. Bạn có thể thiết lập bản đồ hiện trạng rừng với các quy

mô khác nhau, quản lý, phân tích dữ liệu, bản đồ trong GIS, và xa hơn nữa là làm thế nào để xác

định và tổ hợp các nhân tố ảnh hưởng đến đối tượng quản lý, nghiên cứu; như quy hoạch phân

cấp xung yếu lưu vực trên cở sở xác định nhân tố khí hậu, thủy văn, địa hình, đất đai, thảm thực

2

vật, hoặc làm thế nào để đánh giá quá trình sử dụng tài nguyên thiên nhiên để có giải phát tích

hợp.

2. Ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS ở trên thế giới

Ngày nay công nghệ viễn thám có khả năng áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau:

1. Viễn thám ứng dụng trong quản lý sự biến đổi môi trường bao gồm: Điều tra về sự

biến đổi sử dụng đất và lớp phủ; Vẽ bản đồ thực vật; Nghiên cứu các quá trình sa mạc hoá và

phá rừng; Giám sát thiên tai…

2. Viễn thám ứng dụng trong điều tra đất bao gồm: Xác định và phân loại các vùng thổ

nhưỡng; Đánh giá mức độ thoái hoá đất, tác hại của xói mòn, quá trình muối hoá.

3. Viễn thám trong lâm nghiệp, diễn biến của rừng bao gồm: Điều tra phân loại rừng, diễn

biến của rừng; Nghiên cứu về côn trùng và sâu bệnh phá hoại rừng, cháy rừng.

4. Viễn thám trong quản lý sử dụng đất bao gồm: Thống kê và thành lập bản đồ sử dụng

đất; Điều tra giám sát trạng thái mùa màng và thảm thực vật.

11. Tích hợp GIS và Viễn thám

Những kết quả ứng dụng viễn thám gần đây chỉ ra rằng giải quyết một vấn đề thực tiễn chỉ

dựa đơn thuần trên tư liệu viễn thám là một việc hết sức khó khăn và trong nhiều trường hợp

không thể thực hiện nổi. Vì vậy cần phải có một sự tiếp cận tổng hợp trong đó tư liệu viễn

thám giữ một vai trò quan trọng và kèm theo các thông tin truyền thông khác như số liệu

thống kê, quan trắc, số liệu thực địa. Cách tiếp cận đánh giá, quản lý tài nguyên như vậy được

các nhà chuyên môn đặt tên là hệ thống thông tin địa lý. GIS là công cụ dựa trên máy tính

dùng cho việc thành lập bản đồ và phân tích các đối tượng tồn tại và các sự kiện bao gồm đất

đai, sông ngòi, khoáng sản, con người, khí tượng thuỷ văn, môi trường nông nghiệp v.v xảy ra

trên trái đất. Công nghệ GIS dựa trên các cơ sở dữ liệu quan trắc, viễn thám đưa ra các câu

hỏi truy vấn, phân tích thống kê được thể hiện qua phép phân tích địa lý. Những sản phẩm của

GIS được tạo ra một cách nhanh chóng, nhiều tình huống có thể được đánh giá một cách đồng

thời và chi tiết. Hiện nay nhu cầu ứng dụng công nghệ GIS trong lĩnh vực điều tra nghiên cứu,

khai thác sử dụng, quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường ngày càng gia tăng không

những trong phạm vi quốc gia, mà cả phạm vi quốc tế. Tiềm năng kỹ thuật GIS trong lĩnh vực

ứng dụng có thể chỉ ra cho các nhà khoa học và các nhà hoạch định chính sách, các phương án

lựa chọn có tính chiến lược về sử dụng và quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường.

3

CHƢƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ GIS VÀ VIỄN THÁM

1.1. Khái quát về GIS

1.1.1. Khái niệm GIS

Khái niệm “thông tin” đề cập đến phần dữ liệu được quản lý bởi GIS. Đó là các dữ liệu về

thuộc tính và không gian của đối tượng. GIS có tính “hệ thống” tức là hệ thống GIS được xây

dựng từ các mô đun. Việc tạo các mô đun giúp thuận lợi trong việc quản lý và hợp nhất. GIS là

một hệ thống có ứng dụng rất lớn. Từ năm 1980 đến nay đã có rất nhiều các định nghĩa được đưa

ra, tuy nhiên không có định nghĩa nào khái quát đầy đủ về GIS vì phần lớn chúng đều được xây

dựng trên khía cạnh ứng dụng cụ thể trong từng lĩnh vực [2].

Mô hình công nghệ

Một cách khái quát, có thể hiểu một hệ GIS như là một quá trình sau:

Các lĩnh vực khoa học liên quan đến GIS

GIS là sự hội tụ các lĩnh vực công nghệ và các ngành truyền thống, nó hợp nhất các số

liệu mang tính liên ngành bằng tổng hợp, mô hình hoá và phân tích. Vì vậy có thể nói, GIS

được xây dựng trên các tri thức của nhiều ngành khoa học khác nhau để tạo ra các hệ thống

phục vụ mục đích cụ thể.

1.1.2. Các thành phần GIS

GIS bao gồm 5 thành phần:

4

Con người

Dữ liệu

Phương pháp phân tích

Phần mềm

Phần cứng

Các thành phần này kết hợp với nhau nhằm tự động quản lý và phân phối thông tin thông

qua biểu diễn địa lý.

1.1.3. Chức năng GIS

Một hệ GIS phải đảm bảo được 6 chức năng cơ bản sau:

Capture: thu thập dữ liệu. Dữ liệu có thể lấy từ rất nhiều nguồn, có thể là bản đồ giấy,

ảnh chụp, bản đồ số…

Store: lưu trữ. Dữ liệu có thể được lưu dưới dạng vector hay raster.

Query: truy vấn (tìm kiếm). Người dùng có thể truy vấn thông tin đồ hoạ hiển thị trên

bản đồ.

Analyze: phân tích. Đây là chức năng hộ trợ việc ra quyết định của người dùng. Xác

định những tình huống có thể xảy ra khi bản đồ có sự thay đổi.

Display: hiển thị. Hiển thị bản đồ.

Output: xuất dữ liệu. Hỗ trợ việc kết xuất dữ liệu bản đồ dưới nhiều định dạng: giấy

in, Web, ảnh, file…

1.2. Khái quát về Viễn thám

1.2.1. Giơi thiêu

5

- Định nghĩa: Viễn thám tiếng anh gọi là Remote Sending được hiểu như một khoa học,

nghệ thuật thu nhận thông tin về đối tượng, khu vực hay hiện tượng trên bề mặt Trái đất mà

không tiếp xúc trực tiếp với chúng. Công việc này được thực hiện bởi cảm nhận (sensing) và

lưu trữ các nặng lượng phản xạ hay được phát ra từ các đối tượng nghiên cứu. Sau đó là thực

hiện phân tích, xử lý và ứng dụng các thông tin nay vào nhiều lĩnh vực khác nhau. [3]

- Thuật ngữ viễn thám (Remote sensing) - điều tra từ xa, xuất hiện từ năm 1960 do một

nhà địa lý người Mỹ là E.Pruit đặt ra (Thomas, 1999).

- Ngày nay kỹ thuật viễn thám đã được phát triển và ứng dụng rất nhanh và rất hiệu quả

trong nhiều lĩnh vực.

- Như vậy viễn thám thông qua kỹ thuật hiện đại không tiếp cận với đối tượng mà xác

định nó qua thông tin ảnh chụp từ khoảng cách vài chục mét tới vài nghìn km.

- Kỹ thuật viễn thám là một kỹ thuật đa ngành, nó liên kết nhiều lĩnh vực khoa học và

kỹ thuật khác nhau trong các công đoạn khác nhau như:

+ Thu nhận thông tin;

+ Tiền xử lý thông tin;

+ Phân tích và giải đoán thông tin;

+ Đưa ra các sản phẩm dưới dạng bản đồ chuyên đề và tổng hợp.

1.2.2. Đặc trƣng của ảnh Viễn thám

Năng lượng điện tử có thể được nhận biết bằng phim ảnh hay điện tử. Có thể ghi biến

thiên năng lượng trên phim nháy ánh sáng. Cần phân biệt hai khái niệm ảnh (image) và ảnh

chụp (photograph) trong viễn thám. Ảnh được hiểu là hình thức biểu diễn “cảnh” bất kỳ,

không quan tâm đến bước sóng hay thiết bị viễn thám nào được sử dụng. Ảnh chụp đề cập

đến ảnh được chụp trên phim ảnh. Thông thường, ảnh được chụp tại bước sóng từ 0.3µm đến

0.9µm (vùng nhìn thấy và vùng hồng ngoại phản xạ). Vậy, mọi ảnh chụp là ảnh, nhưng không

phải mọi ảnh là ảnh chụp. Ảnh chụp có thể được biểu diễn và hiển thị dưới dạng ảnh số bằng

cách chia ảnh thành các ô vuông nhỏ bằng nhau (theo cột và hàng), gọi là pixel. Biểu diễn độ

sang của mỗi vùng bằng một giá trị số (DN- Digital Number).[3]

6

Hình 1.5. Ảnh chụp và ảnh số

1.2.3 Các loại ảnh viễn thám [3]

a. Khuôn mẫu dữ liệu ảnh viễn thám

Khuôn mẫu dữ liệu ảnh viễn thám mô tả cách thức dữ liệu được ghi lên thiết bị lưu trữ, ví

dụ DVD. Một ảnh viễn thám thường được lưu trữ trong hai tệp, ví dụ với Landsat ETM+ như

sau:

Tệp metadata: Chứa tập các mô tả bằng chữ hay số của dữ liệu lưu trữ trong tệp dữ

liệu ảnh ( tệp thứ 2). Chúng bao gồm tổng số dòng quét, số pixel/dòng, phép chiếu sử dụng

tọa độ địa lý của tâm ảnh.

Tệp dữ liệu ảnh: Chứa các giá trị điểm ảnh của các kênh 1-7, sắp xếp theo từng kênh.

Với mỗi kênh, các giá trị pixel của dòng quét thứ 1 sẽ được lưu trữ từ trái sang phải thành một

bản ghi. Tiếp theo là lưu trữ dữ liệu của dòng quét thứ 2,…

b. Một số hệ thống vệ tinh và loại ảnh viễn thám

Vệ tinh/Cảm biến thời tiết

Theo dõi và dự báo thời tiết là một trong những ứng dụng dân sự đầu tiên của vệ tinh viễn

thám. Dưới đây là một vài cảm biến/ vệ tinh tiêu biểu, sử dụng trong các ứng dụng khí tượng.

GOES

Vệ tinh địa tĩnh môi trường GOES ( Geostationary Operational Environmental Satellite) là

phiên bản tiếp theo của các hệ thống vệ tinh ATS. Chúng được NASA thiết kế cho cơ quan

khí tượng và đại dương quốc tế Hoa Kỳ nhằm cung cấp thường xuyên các bức ảnh kích thước

7

nhỏ về bề mặt Trái đất và sự bảo phủ của mây. Các vệ tinh thế hệ GOES đã được các nhà khí

tượng học sử dụng rỗng rãi trong việc giám sát và dự báo thời tiết trong hơn 20 năm nay.

Những vệ tinh này là một phần của mạng lưới vệ tinh khí tượng toàn cầu được bố trí cách

nhau khoảng 70 độ theo trục Kinh độ của trái đất, nó bao phủ gần như toàn cầu.

NOAA AVHRR

Đây là các vệ tinh khí tượng hoạt động trên quỹ đạo gần cực ở độ cao 380- 870 km, được

đồng bộ với Mặt trời ( sun- synchronous), chúng là một phần của thế hệ vệ tinh TIROS cái

tiến, chúng cung cấp các thông tin bổ sung cho các vệ tinh khí tượng địa tĩnh (GOES). Mỗi

cặp vệ tinh có thể bao phủ toàn cầu, chúng làm việc cùng nhau để đảm bảo thông tin ở bất kỳ

vùng nào trên Trái đất đều được cập nhật sau không quá 6 giờ. Một trong chúng bay ngang

qua xích đạo theo hướng từ Bắc tới Nam vào buổi sáng sớm trong khi vệ tinh còn lại làm việc

này vào buổi chiều.

Các cảm biến/ vệ tinh quan trắc mặt đất

Landsat

Mặc dù tồn tại nhiều hệ thống vệ tinh thời tiết, tuy nhiên tất cả đều sử dụng cho mục đích

giám sát bề mặt Trái đất, chúng không được thiết kế tối ưu cho mục đích lập bản đồ chi tiết bề

mặt trái đất. Vệ tinh đầu tiên được thiết kế để giám sát bề mặt Trái đất, vệ tinh Landsat-1,

được phóng bởi NASA vào năm 1972. Ban đầu được gọi là ERTS-1 (Earth Resource

Technology Satellite), Landsat được thiết kế như một thử nghiệm để kiểm tra tính khả thi của

việc thu thập dữ liệu quan trắc Trái đất đa quang phổ. Kể từ đó, chương trình đã thu thập được

dữ liệu phong phú từ khắp nơi trên thế giới từ một số vệ tinh Landsat.

SPOT

SPOT (Systeme Pour l’Observation de la Terre) là thế hệ vệ tinh chụp ảnh và quan sát

Trái đất được thiết kế và phóng lên bởi CNES (Centre National d’Etudes Spatiales) của Pháp,

với sự hỗ trợ của Thụy Điển và Bỉ. Ảnh SPOT tương đối đa dạng về dải phổ và độ phân giải

không gian từ thấp, trung bình đến cao (5m-1km), trường phủ mặt đất của ảnh SPOT cũng

tương đối đa dạng từ 10km x 10km đến 200km x 200km. Ảnh SPOT có thể thu ảnh của từng

ngày, thường vào 11h sáng.

IRS

Các vệ tinh viễn thám của Ấn Độ (IRS) kết hợp các tính năng của cảm biến MSS/TM và

cảm biến HRV SOPT. Vệ tinh thứ ba của thế hệ vệ tinh IRS là IRS-1C được phóng lên năm

1995 có ba độ cảm biến. Các cảm biến toàn sắc không chỉ có độ phân giải cao mà còn có thể

8

được định hướng tới một góc 26º quanh trục, cho phép chụp ảnh lập thể và tăng tần suất quét

lại. Bảng dưới đây cung cấp những đặc điểm cụ thể của mỗi cảm biến.

1.2.4. Khái quát về xử lý ảnh Viễn thám

Để có thể sử dụng được dữ liệu viễm thám ta phải có khả năng tách thông tin có ý

nghĩa từ ảnh. Nói cách khác là phải diễn giải và phân tích ảnh viễn thám. Phân tích ảnh viễn

thám là thực hiện nhận biết, đo các đối tượng khác nhau trong ảnh để tách thông t in hữu ích

về chúng. Các đặc trưng của đối tượng trên ảnh có đặc trưng sau:

Đối tượng có thể là các đặc trưng điểm, đường và vùng. Nó có thể có hình dạng bất

kỳ.

Đối tượng cần được phân biệt với nhau, phải tương phản với các đặc trưng khác ở

xung quanh chúng.

Xử lý ảnh số là thực hiện một loạt thủ tục bao gồm lập khuôn mẫu, hiệu chỉnh dữ liệu,

nâng cao chất lượng để dễ dàng giải đoán hay phân lớp tự động các đối tượng bằng máy tính.

Để có thể xử lý số ảnh viếm thám, dữ liệu phải được thu thập dưới dạng số phù hợp và lưu trữ

trong máy tính. Đồng thời phải có phần cứng, phần mềm phù hợp, nói cách khác phải có hệ

thống phân tích ảnh phù hợp.

Hình 1.7 : Tiến trình xử lý ảnh viễm thám

Xử lý ảnh viếm thám bao gốm nhiều bước được phân thành ba nhóm chính như sau :

i. Tiền xử lý

9

ii. Nâng cao chất lượng và hiển thị ảnh

iii. Trích chọn đặc trưng

Phần lớn các chức năng xử lý ảnh trong hệ thống phân tích ảnh được chia thành các nhóm

chính sau:

1.2.5. Phân lớp ảnh viễn thám

Phân lớp có giám sát

Phương pháp phân lớp có giám sát sử dụng thuật toán tích hợp để xếp loại các pixel của

ảnh theo các lớp phủ mặt đất khác nhau , việc phân lớp này dựa vào các thông tin đã biết về

một số các mẫu

Hình 1.9. Phân lớp có giám sát

Giả sử ảnh có k kênh phổ. Khi đó mỗi pixel trên ảnh sẽ tương ứng với một vector k

chiều(mỗi thành phần là giá trị tại kênh thứ k của pixel đó) gọi là vector phổ của pixel. Thuật

toán phân lớp sẽ dựa vào quan hệ giữa vector phổ của từng pixel với các lớp.

Phân lớp không giám sát

Phương pháp này được dùng trong trường hợp thông tin về các lớp phủ không đầy đủ

hoặc thậm chí không có. Phân lớp không giám sát có thể được dùng như một phương tiện để

10

sơ bộ tìm hiểu sự chia lớp của một vùng sắp khảo sát, và được sự dụng trong ứng dụng mà

không có dữ liệu huấn luyện.

CHƢƠNG 2. TÍCH HỢP GIS VÀ ẢNH VIỄN THÁM TRONG QUẢN LÝ TÀI

NGUYÊN THIÊN NHIÊN

2.1. Tích hợp là gì?

Tích hợp có nghĩa là hợp thành một thể thống nhất, bổ xung thành một thể thống nhất,

hợp nhất. Như vậy tích hợp GIS và viễn thám là việc hợp nhất các ưu điểm của hai loại thành

một thể thống nhất đồng thời tìm ra cách hạn chế của hai loại tư liệu nói trên.

2.2. Thu thập ảnh viễn thám bằng phần mềm Terralook

2.2.1 Giới thiệu về phần mềm Terralook

Terralook đầu tiên được biết đến như một công cụ đơn thuần lưu trữ dữ liệu đồ họa về các

khu bảo tồn thiên nhiên. Những phiên bản lưu trữ đối tượng đồ họa lúc đầu chưa cho phép

nhập ảnh vệ tinh cũng như hiển thị ảnh theo yêu cầu. Sau đó được phát triển, những ý tưởng

chính do màu sắc của một phần mềm tích hợp dữ liệu ảnh vệ tinh với các dữ liệu đồ họa khác

được hình thành rõ nét.

2.3. Thu thập và tiền xử lý dữ liệu bản đồ véctơ

Thu thập, nhận diện và đo đạc dữ liệu GIS vào cùng thời điểm, cùng độ phân giải không

gian, tuân thủ cùng một thủ tục nhận diện và nhập vào GIS theo cùng phương pháp là lý

tưởng nhất. Nếu như vậy các thao tác phân tích trên khối dữ liệu đó mới cho kết quả có chất

lượng cao. Nhưng trên thực tế, việc thu thập dữ liệu lại được thực hiện vào các thời điểm

khác nhau và chúng thường có độ phân giải khác nhau. Một số dữ liệu được thu thập từ bản

đồ có sẵn mà không biết được tọa độ thực, một số khác được thu thập bằng đo đạc trực tiếp.

Cần chú ý là trong mọi trường hợp việc thu thập tọa độ vị trí các đối tượng và thu thập các

thuộc tính của chúng phải tiến hành vào cùng thời điểm. [1]

2.4. Nắn chỉnh dữ liệu bản đồ

Dữ liệu bản đồ ngoài việc được kiểm tra độ chính xác về mặt hình học còn cần được kiểm

tra hiệu chỉnh về độ chính xác không gian. Các sai lệch về mặt không gian thường phát sinh

trong quá trình đo đạc hoặc số hoá bản đồ giấy, dẫn đến việc toạ độ các điểm trên bản đồ

không trùng khớp với toạ độ đo thực địa, do đó cần có thao tác nắn chỉnh toạ độ bản đồ.

11

2.5. Đơn giản hóa dữ liệu không gian

Với một bản đồ có tỷ lệ nhất định, nhu cầu biểu diễn chi tiết các đối tượng là khác nhau

tùy thuộc vào mục đích sử dụng và khai thác thông tin từ bản đồ đó. Hơn nữa, để thuận lợi

cho việc xây dựng bản đồ ta cần giản lược hơn. Việc giản lược dữ liệu ở đây không làm

ảnh hưởng tới số lượng đối tượng bản đồ mà chỉ làm đơn giản dữ liệu biểu diễn của từng

đối tượng bản đồ đó, cụ thể là giảm bớt số lượng điểm biểu diễn đối tượng bản đồ. Việc giản

lược dữ liệu đương nhiên sẽ ảnh hưởng đến độ chi tiết hay nói cách khác độ chính xác của bản

đồ. Do đó mức độ giản lược cần được khảo sát và tính toán sao cho dung hòa được 2 yếu tố:

dung lượng và sai số của bản đồ. Việc làm giảm số điểm biểu diễn bản đồ chỉ có ý nghĩa với

các đối tượng bản đồ dạng polyline (đường cong) như các đối tượng đường phố, sông

ngòi hay các đối tượng dạng polygone (vùng) như ranh giới quận huyện...các đối tượng

dạng vùng thực chất được biểu diễn bởi một đường cong khép kín.

2.6. Chồng ghép bản đồ

Phép chồng ghép lớp bản đồ là công cụ phân tích không gian rất có lợi thế và là một yếu

tố quan trọng đứng phía sau sự phát triển của công nghệ GIS. Chồng ghép chính là sự gộp

chung dữ liệu không gian và thuộc tính của hai hay nhiều lớp dữ liệu và công cụ này là một

trong số các phép phân tích dữ liệu phổ biến và có sức mạnh lớn trong GIS.

2.8. Các bước nghiên cứu biến động bằng phương pháp tích hợp GIS và viễn thám

CHƢƠNG 3 : THỬ NGHIỆM CHƢƠNG TRÌNH VỚI PHẦN MỀM ENVI VÀ

ARCGIS

3.1. Giới thiệu bài toán

Mục đích của chương trình được phát triển để tìm ra sự biến đổi về lớp phủ mặt đất,

địa hình (biển, đồng bằng, gò đồi, rừng núi), qua đó đánh giá được những sự thay đổi theo

thời gian để đưa ra được đánh giá về sự phát triển, cũng như đưa ra được cảnh báo như cảnh

báo sạt lở đất, cảnh báo cháy rừng, chặt phá rừng bừa bãi, qua đó đưa ra được những biện

pháp để phòng tránh.[5]

Dựa trên công cụ phần mềm ENVI và ArcGIS cùng với bộ sưu tập dữ liệu ảnh có được từ

Terralook ở trên, sử dụng phần mềm Terralook ta có được ảnh vệ tinh Landsat của vùng cần

nghiên cứu, cụ thể trong đề tài này là khu vực tĩnh Vĩnh Phúc tại 2 thời điểm năm 2000 và

12

năm 2007. Từ ảnh vệ tinh, giải đoán ảnh để xác định vùng cần khảo sát, chồng ghép hai ảnh

Vector của vùng khảo sát tương ứng ở trên ta tính được diện tích biến động của khu vực đó

3.2. Giới thiệu về phần mềm ENVI

ENVI là một trong những phần mềm hàng đầu trong việc xử lý, thu nhận thông tin từ dữ

liệu ảnh một cách nhanh chóng, dễ dàng và chính xác. Cùng với sự gia tăng về độ chính xác

của dữ liệu ảnh thì vai trò của quá trình thu nhận và xử lý ảnh cũng tăng lên. Các phần mềm

xử lý ảnh sẽ giúp việc thu nhận, chiết xuất ra các thông tin cần thiết một cách dễ dàng, nhanh

chóng và chính xác.

3.3. Giới thiệu về ArcGIS

3.3.1. Giới thiệu về phần mềm ArcGIS

ArcGIS là dòng sản phẩm hỗ trợ trong hệ thống thông tin địa lý của ESRI. Tùy mức độ

đăng ký bản quyền mà ArcGIS sẽ ở dạng ArcView, ArcEditor, ArcInfo. Trong đó ArcInfo có

chi phí bản quyền lớn nhất và nhiều chức năng nhất.

ERSI có những sản phẩm chủ yếu sau:

ArcGIS gồm các ứng dụng chính ArcMap,ArcCatalog,ArcToolbox.

ArcIMS dùng để đưa dữ liệu GIS lên Web

ArcPad dùng cho các thiết bị Mobile

ArcSDE dùng làm cầu nối truy xuất vào các hệ quản trị cơ sở dữ liệu

ArcExplore dùng truy cập nguồn dữ liệu trên Web

ArcGIS server hỗ trợ các chức năng bên phía server cũng như triển khai các ứng dụng

qua mạng

3.3.2. Giới thiệu về ArcMap

ArcMap cho phép người sử dụng thực hiện các chức năng sau:

Hiển thị trực quan: Thể hiện dữ liệu theo sự phân bố không gian giúp người dùng nhận

biết được các quy luật phân bố của dữ liệu các mối quan hệ không gian mà nếu sử dụng

phương pháp truyền thống thì rất khó nhận biết. Tạo lập bản đồ: Nhằm giúp cho người sử

dụng dể dàng xây dựng các bản đồ chuyên đề để truyền tải thông tin cần thiết một cách nhanh

chóng và chuẩn xác, ArcMap cung cấp hàng loạt các công cụ để người dùng đưa dữ liệu của

họ lên bản đồ, thể hiện, trình bày chúng sao cho có hiệu quả và ấn tượng nhất. Trợ giúp ra

13

quyết định: ArcMap cung cấp cho người dùng các công cụ để phân tích, xử lý dữ liệu không

gian, giúp cho người dùng dể dàng tìm được lời giải đáp cho các câu hỏi như là “Ở đâu…?”,

“Có bao nhiêu…?”,… Các thông tin này sẽ giúp cho người dùng có những quyết định nhanh

chóng, chính xác hơn về một vấn đề cụ thể xuất phát từ thực tế mà cần phải được giải quyết.

Trình bày: ArcMap cho phép người dùng trình bày, hiển thị kết quả công việc của họ một

cách dễ dàng. Người dùng có thể xây dựng những bản đồ chất lượng và tạo các hiển thị

tương tác để kết mối các báo cáo, đồ thị, biểu đồ, bảng biểu, bản vẽ, tranh ảnh và những

thành phần khác với dữ liệu của người dùng. Họ có thể tìm kiếm, truy vấn thông tin địa lý

thông qua các công cụ xử lý dữ liệu rất mạnh và chuyên nghiệp của ArcMap.

3.5. Khái quát biến động vùng nghiên cứu

3.5.1. Nắn chỉnh ảnh

KẾT LUẬN

Cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin, công nghệ viễn thám đã có những bước

phát triển mạnh mẽ, đặc biệt với sự trợ giúp của phần mềm ArcGIS, đã mang lại hiệu quả cao

trong quá trình xử lý hình ảnh để thành lập các bản đồ chuyên đề khác nhau.

Kết quả của việc xử lý, nắn chỉnh, chồng ghép hình ảnh dựa vào phần mềm giúp ta hình

thành bản đồ chuyên đề về hiện trạng của khu vực mà mình muốn theo dõi với các thông tin

trung thực và chính xác, giúp cho việc quản lý đất đai, tài nguyên thiên nhiên, phòng tránh

thiên tai một cách hợp lý nhất.

Do mới tiếp cận công nghệ, vì vậy đề tài còn nhiều hạn chế và thiếu sót. Vì vậy rất mong

nhận được những ý kiến đóng góp quý báu từ các thầy cô và các bạn.

References

Tiếng Việt

1. Lê Thanh Bình (2010), Tích hợp GIS và ảnh viễn thám hỗ trợ quản lý vùng ven biến

Hải Phòng, Luận văn Thạc sĩ, trường Đại học Thái Nguyên.

2. Đặng Văn Đức (2001), Hệ thống thông tin địa lý, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật.

3. Đặng Văn Đức (2011) , Phát triển phần mềm xử lý ảnh viễn thám trên nền phần mềm

GRASS.

14

4. Bảo Huy (2009), GIS và viễn thám trong quản lý tài nguyên rừng và môi trường, Nhà

xuất bản tổng hợp Thành phố Hồ Chí Minh, tr. 59-61.

5. Trần Hùng (2008), Xử lý và phân tích dữ liệu viễn thám với phần mềm ENVI, tr. 16-

19.

Tiếng Anh

6. Mohamed Abdelrahim (2001), Remote sensing and GIS integation: Towards

intelligent imagery within a spatial data infrastructure.

7. Thomas M. Lillesand, Ralph W. Kiefer (2000), Remote Sensing and Image

Interpretation.

8. Fundamentals of Remote sensing – A Canada Centre for Remote Sensing Tutorial.